【摘要】：降水是地球水循環(huán)過程中的一個重要環(huán)節(jié),穩(wěn)定同位素可以作為天然的示蹤劑,記載著水循環(huán)過程。天山位于我國的西北部,是南北兩疆的分界線,也是處于亞洲中部干旱區(qū)的典型濕島,哈爾里克山位于天山的東端。近年來,建立起遍布整個天山地區(qū)的降水同位素監(jiān)測網(wǎng)絡,涉及從盆地到山區(qū)的20余個站點,但是監(jiān)測的年份有限,因此我們加入GCM模型和冰芯數(shù)據(jù)進行模擬對比分析。本文依據(jù)相關分析法、Morlet復數(shù)小波法和普通最小二乘回歸法總結分析出哈爾里克山地區(qū)降水同位素δ18O的變化情況和冰芯與6種GCM模型之間的變化趨勢。運用Cressman空間插值法訂正的GCMs數(shù)據(jù),找出訂正后的最適宜在哈爾里克山及其周邊地區(qū)分析的模型,并運用拉格朗日算法對最適宜在哈爾里克山地區(qū)模擬的GCM模型進行水汽來源情況的分析。通過研究得出以下結論:(1)在GCM模擬年內(nèi)變化特征中,溫度較高的季節(jié)δ18O的值高于溫度較低的季節(jié),呈現(xiàn)出明顯的季節(jié)性變化。在年內(nèi)尺度上GCM模擬的結果證實了δ18O在哈爾里克山地區(qū)年內(nèi)變化顯著受“溫度效應”影響的觀點。在GCM模擬年際變化特征中,6種模型中δ18O沒有出現(xiàn)較為明顯的變化趨勢。降水中δ18O與溫度的年際變化比年內(nèi)變化的相關性弱,也存在“溫度效應”,哈爾里克山地區(qū)大部分地區(qū)年際變化的相關系數(shù)在0.6-0.9之間。(2)在整個采樣時段內(nèi)降水中穩(wěn)定同位素呈現(xiàn)出明顯的季節(jié)性變化。在1-3月降水量較少,12-2月溫度較低,δ18O和δD值也較低,d-excess則表現(xiàn)為升高的趨勢。在6-7月降水量最多,溫度最高,δ18O和δD值也較高,中國天山東端大氣水線的斜率和截距都小于整個中國天山的大氣水線,更小于全球大氣水線的斜率和截距。冰芯中δ18O與哈密氣象站溫度之間均表現(xiàn)出微弱下降的趨勢。依據(jù)小波分析,發(fā)現(xiàn)冰芯中δ18O貧富程度也與其他因素有關。(3)對運用Cressman插值之后的GCMs中δ18O數(shù)據(jù)與冰芯中δ18O數(shù)據(jù)進行相關分析和偏相關分析。iso GSM(NCEP)、LMDZ(ECMWF)、LMDZ(free)和MIROC(free)模型的相關系數(shù)在0.8以上,且通過了a=0.01水平的顯著性檢驗,其中LMDZ(ECMWF)和LMDZ(free)模型的相關系數(shù)最高(r1=0.88)。在偏相關分析中發(fā)現(xiàn)MIROC(free)模型中的所有偏相關系數(shù)比其余模型的偏相關系數(shù)都高,且通過了a=0.01水平的顯著性檢驗,說明此模型可以更準確的描述哈爾里克山地區(qū)1979-2004年月均δ18O的變化特征。(4)MIROC(free)模型模擬的傾向率變化與廟爾溝冰芯的傾向率一致(a=-0.01),最終發(fā)現(xiàn)MIROC(free)模型模擬結果最接近哈爾里克山地區(qū)實測降水同位素中的δ18O。發(fā)現(xiàn)在后向軌跡聚類分析圖和水汽通量圖中,當來自高緯度水汽增多時,δ18O值偏負,而當高緯度水汽減少、中緯度的水汽增多時,δ18O值偏正。
【圖文】：

2 研究區(qū)概況及數(shù)據(jù)資料2.1 自然地理概況2.1.1 地理位置哈爾里克山處于天山山脈的最東端，中亞干旱半干旱區(qū)的中部，沿北北西—南南東走向延伸。南鄰吐哈盆地，北接莫欽烏拉山，東達甘肅北山北部，向西與巴里坤山相連，長度約 300 km，寬 30-80 km，平均海拔在 4500 m 左右，最高的托木爾提峰海拔 4886 m，地處亞歐大陸的腹地，遠離海洋，降水較少，但是隨著海拔的增加，降水也逐漸增多，本研究的區(qū)域面積約占全疆總面積 12.5%（高建芳，2001；王葉堂，，2008）。

圖 2-2 1979-2013 年巴里坤、伊吾和哈密月平均氣溫和降水Fig.2-2 Monthly mean of air temperature and precipitation during 1979-2013 in Balikun, Yiwu and Hami圖 2-3 1979-2013 年天山地區(qū) 1 月、4 月、7 月和 10 月平均降水量的空間分布Fig.2-3 Spatial distribution of monthly mean precipitation in January, April, July and October around the Tianshan Mountainduring 1979-2013
【學位授予單位】：西北師范大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：P426.6

【參考文獻】

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本文編號：2676219